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プラディミシンを利用した糖鎖研究用ツールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05712
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分37020:生物分子化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

中川 優  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (90452284)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードPradimicin / 糖鎖 / 天然物 / マンノース / 糖タンパク質 / 研究用ツール / 糖タンパク質染色 / 酵母検出 / carbohydrate / pradimicin / lectin / molecular design / fungal detection
研究開始時の研究の概要

Pradimicin A (PRM-A) は,マンノースに結合する類まれな低分子化合物であり,糖鎖生物学研究への利用が期待されている。しかしながら,PRM-A は容易に凝集するために取り扱いが難しく,実用化された例はない。本研究では,「PRM-A のカルボキシ基をアミド化することによって凝集性を大幅に抑制できる」という独自の知見に基づき,糖タンパク質の蛍光染色と精製,糖鎖切断,および酵母検出に利用できる PRM-A 誘導体の開発を目指している。

研究成果の概要

プラディミシン A (PRM-A) は,マンノース (Man) に結合するユニークな天然物である。Manは生物学的に重要な糖鎖の構成糖であることから,PRM-Aは糖鎖研究における貴重なツールとなる可能性を秘めている。しかしながら,PRM-Aは高い凝集性を有するために取り扱いが難しく,糖鎖研究に全く活かされていない。本研究では,PRM-Aの18位カルボキシ基あるいは二糖部分を構造改変することにより凝集性を大幅に軽減できることを見いだした。さらに本知見に基づいて,糖タンパク質の染色や真菌の検出に利用できるツールや用途に応じた機能性分子を連結できるPRM-A誘導体を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,生命現象の包括的理解には糖鎖の機能解明が不可欠であるとの認識が広まっており,ゲノミクス,プロテオミクスに並んでグライコミクスの重要性が急速に高まっている。グライコミクス研究においては“高分子”の糖結合性タンパク質が広く利用されているが,本研究では天然由来の糖結合性“低分子”も利用できることを初めて実証した。本研究で得られた成果は,糖鎖科学分野における天然物利用の新たな可能性を提示するものであり,糖鎖科学および天然物化学の両分野における学術的意義は大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mannose-binding analysis and biological application of pradimicins2022

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y.; Ito, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy. Ser. B: Physical and Biological Sciences

      巻: 98 号: 1 ページ: 15-29

    • DOI

      10.2183/pjab.98.002

    • NAID

      130008140762

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2022-01-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] D-Mannose binding, aggregation property, and antifungal activity of amide derivatives of pradimicin A2022

    • 著者名/発表者名
      Miyanishi, W.; Ojika, M.; Akase, D.; Aida, M.; Igarashi, Y.; Ito, Y.; Nakagawa, Y.
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 55 ページ: 116590-116590

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2021.116590

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Pradimicin-Based Staining Dye for Glycoprotein Detection2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y.; Kakihara, S.; Tsuzuki, K.; Ojika, M.; Igarashi, Y.; Ito, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Natural Products

      巻: 84 号: 9 ページ: 2496-2501

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.1c00506

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding evaluation of pradimicins for oligomannose motifs from fungal mannans2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y.; Yamaji, F.; Miyanishi, W.; Ojika, M.; Igarashi, Y.; Ito, Y.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 94 号: 3 ページ: 732-754

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200305

    • NAID

      130008021841

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationship among structure, cytotoxicity, and Michael acceptor reactivity of quinocidin2020

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y.; Sawaki, Y.; Miyanishi, W.; Shimomura, S.; Shibata, T.; Ojika, M.
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 28 号: 4 ページ: 115308-115308

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2020.115308

    • NAID

      120006848980

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The endocyclic oxygen atom of D-mannopyranose is involved in its binding to pradimicins2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, Y.; Yamaji, F.; Ojika, M.; Sugawara, T; Akase, D.; Aida, M.; Igarashi, Y.; Ito, Y.; Nakagawa, Y.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 61 号: 9 ページ: 151530-151530

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.151530

    • NAID

      120006848981

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Paving the way for practical use of sugar-binding natural products as lectin mimics in glycobiological research2020

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y.
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 21 号: 11 ページ: 1567-1572

    • DOI

      10.1002/cbic.201900781

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular basis of mannose recognition by pradimicins and their application to microbial cell surface imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y.; Doi, T.; Takegoshi, K.; Sugahara, T.; Akase, D.; Aida, M.; Tsuzuki, K.; Watanabe, Y.; Tomura, T.; Ojika, M.; Igarashi, Y.; Hashizume, D.; Ito, Y.
    • 雑誌名

      Cell Chem. Biol.

      巻: 26 号: 7 ページ: 950-959

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2019.03.013

    • NAID

      120006765146

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プラディミシンAの非凝集性アジド含有誘導体の開発2022

    • 著者名/発表者名
      音田昴志,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プラディミシンと複合型糖鎖との相互作用の化学的検証2022

    • 著者名/発表者名
      藤井将人,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 糖結合性天然物プラディミシンの低凝集性誘導体の開発2022

    • 著者名/発表者名
      音田昴志,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      糖鎖科学中部拠点 第17回若手の力フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] O-マンノシル化タンパク質検出ツールの開発に向けたプラディミシンの誘導体化2021

    • 著者名/発表者名
      音田昴志,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プラディミシンと複合型糖鎖の相互作用解析2021

    • 著者名/発表者名
      藤井将人,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] O-マンノシル化セリン/スレオニンに対するプラディミシンAの結合評価2021

    • 著者名/発表者名
      音田昴志,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 不可逆的阻害剤への応用に向けた3,4-dihydroquinolizinium化合物の開発2021

    • 著者名/発表者名
      川合計太朗,小鹿 一,中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アミド化したプラディミシン誘導体の凝集性とマンノース結合活性2021

    • 著者名/発表者名
      大矢柚香,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pradimicin Aのアミド誘導体を利用した糖タンパク質の染色2020

    • 著者名/発表者名
      垣原眞太朗,宮西 航,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3,4-Dihydroquinolizinium化合物の合成とチオールに対する反応性評価2020

    • 著者名/発表者名
      川合計太朗,小鹿 一,中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部 第187回例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pradimicinアミド誘導体の設計と糖タンパク質検出への応用2020

    • 著者名/発表者名
      垣原眞太朗,宮西 航,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      糖鎖科学中部拠点 第16回若手の力フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マンナン存在下での抗真菌試験に基づく糖結合性天然物の探索2020

    • 著者名/発表者名
      宮西 航,小鹿 一,中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3,4-Dihydroquinolizinium化合物のチオールに対する反応性評価2020

    • 著者名/発表者名
      川合計太朗, 小鹿 一, 中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プラディミシン誘導体を利用した糖タンパク質の染色2020

    • 著者名/発表者名
      垣原眞太朗, 都築麗江, 小鹿 一, 五十嵐康弘, 伊藤幸成, 中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マンノースとの結合におけるプラディミシンAの二糖部分の役割2020

    • 著者名/発表者名
      大矢柚香, 小鹿 一, 五十嵐康弘, 伊藤幸成, 中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プラディミシンAのアミド誘導体の合成と活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      宮西 航, 小鹿 一, 五十嵐康弘, 伊藤幸成, 中川 優
    • 学会等名
      第38回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pradimicin Aの二量体による真菌の染色2019

    • 著者名/発表者名
      田浦寛太,都築麗江,小鹿 一,五十嵐康弘,伊藤幸成,中川 優
    • 学会等名
      第61回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プラディミシンAのアミド誘導体を用いた糖タンパク質の染色2019

    • 著者名/発表者名
      垣原眞太朗, 都築麗江, 小鹿 一, 五十嵐康弘, 伊藤幸成, 中川 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会 関西・中部支部2019年度合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] プラディミシンのマンノース認識機構と菌細胞表面イメージングへの応用(ユサコ株式会社:日本人論文紹介)

    • URL

      https://www.usaco.co.jp/article/detail.html?itemid=1064&dispmid=610

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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